2015 Fiscal Year Annual Research Report
マクロファージによるアポトーシス細胞の貪食と細胞膜の非対称性
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15H05785
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
長田 重一 大阪大学, 免疫学フロンティア研究センター, 寄附研究部門教授 (70114428)
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| Project Period (FY) |
2015-05-29 – 2020-03-31
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| Keywords | アポトーシス / 自然免疫 / リン脂質 / マクロファージ / 貪食 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アポトーシスを起こした細胞はフォスファチジルセリン(PtdSer) を“eat me”シグナルとして提示し、マクロファージによって貪食される。私達は、死細胞の貪食に関与する分子(Tim4, MER, MFG-E8)を同定するとともに、PtdSerを細胞膜の内膜と外膜の間でスクランブルさせる分子（スクランブラーゼ, Xkr8）、外膜から内膜へ移動させる分子（フリッパーゼ, ATP11C）を同定してきた。本研究はこれら分子の作用機序、生理作用を明らかにすることを目的としている。
本年度は、MERが属するTAM family メンバー (Mer, Axl, Tyro3) の細胞外領域、そのリガンドであるGas6、Protein Sの組み替え体を調製し、Gas6, Protein SとTAM family member の相互作用を生化学的に解析、Gas6はAxlに強固に結合するがProtein Sは結合しないことを見出した。またTim4はGas6やProtein Sに比べより強固にPtdSerに結合し、Gas6やProtein Sに依存したTAM受容体発現細胞の貪食能を顕著に増加させた。実際、肝臓や皮膚のマクロファージはTim4, Merを共に発現し、強い死細胞貪食能を持っていた。また、ATP11Cを欠損した細胞に14個すべてのP4-ATPase を導入することにより、ATP11C以外にATP11A, ATP8A2がフリッパーゼ活性を持つこと、ATP11A, ATP11Cは普遍的に発現しているのに対し、ATP8A2は脳にだけ発現していることを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
アポトーシスの貪食に関して、PtdSerに結合するProtein S, Gas6とPtdSer の相互作用、Tim4 との関係などに関して順調に進展し、Tim4が存在するとMER, Axlを介した死細胞の貪食において、死細胞の結合に必要なGas6やProtein Sの量が顕著に減少することが明らかとなった。また、生体内で死細胞の貪食にTim4を必須とするマクロファージを見出すなど、予想以上に進展した。また、14種のP4-ATPaseのうち８個の分子は細胞膜に存在するが、そのうちの３個のみがフリッパーゼとして作用するという結果もこれまでのコンセンサスを覆す結果であった。一方、MERを介したアポトーシス細胞の貪食においてMERと会合する分子を探索する、あるいはその標的分子を同定する試みは現在のところそれほど進展していない。一方、大変時間がかかったが、Xkr４、Xkr8遺伝子ノックアウトマウスの樹立に成功した。ただ、共に発生過程に異常は見られず、明瞭なphenotype は現在のところ観察されていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
１４種存在するP4-ATPaseのうちATP11AとATP11Cの２個の分子に細胞膜上でのフリッパーゼ活性が見られた。リンパ球や線維芽細胞ではこれ以外に１０種近くのP4-ATPase が発現している。これら分子の細胞内での局在を明らかにすると共にCrispr/Cas9システムを用いてこれらの遺伝子がノックアウトされた細胞を樹立し、その機能を明らかにすることを試みる。
MERやAxlは受容体型チロシンキナーゼであり、白血病などの細胞でその増殖に関与していることが知られている。それではMerやAxlを介したアポトーシス細胞の貪食とこれら分子による細胞の増殖のシグナルには違いがあるのであろうか。死細胞の貪食においてはそのキナーゼ活性はGas6やProtein Sに結合したアポトーシス細胞によって誘導される。これら増殖刺激においてこれらキナーゼはどのように活性化されるのであろうか。本年度までに樹立したMerやAxlを用いて再構築した死細胞の貪食、細胞の増殖系を用いて検討する。
上記述べたようにXkr8、Xkr4単独のノックアウトマウスは異常を示さない。その原因として、Xkr4とXkr8が同等の機能を果たしている可能性があることからXkr4,Xkr8両遺伝子を欠損したマウスの樹立を試みる。一方、Xkr4やXkr8の欠損は死細胞の貪食異常を介して自己免疫疾患を促進することが考えられることから自己免疫疾患を起こしやすいマウスstrainへの戻し交配も試みる。
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Research Products
(25 results)
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[Journal Article] A role of TMEM16E carrying a scrambling domain in sperm motility.2015
Author(s)
Gyobu, S., Miyata, H., Ikawa, M., Yamazaki, D., Takeshima, H., Suzuki, J. and Nagata, S.
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Journal Title
Mol Cell Biol.
Volume: 36
Pages: 645-659
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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